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建構低功率桌上型氬氣電漿輔助電子束加工機及其陰極之特性研究

為了解決swagelok接頭的問題，作者簡清祥 這樣論述：

市售電子束加工機，均以大型機件製造為主，故多為大功率輸出設計。對於細小工件的加工如細微孔、銲接及表面拋光等，在實務操作上，很難達到加工之需求。為解決上述之問題，本研究開發一電漿輔助電子束加工機，使用場致發射電子，藉由氬氣電漿輔助、陰極幾何特性來聚集電子，使撞擊工件產生熔化、汽化的方式加工。研究首先使用有不同中心孔徑之斜面陰極，對 0.1 mm厚之SUS304薄板進行孔加工，探討陰極中心孔徑與穿孔之關係。實驗證明外徑為 16 mm之陰極，其中心孔徑為 3 mm 時，才會有穿孔的現象，此係諧振孔之空陰極效應所致。本加工機，在微細孔加工上，可在厚 0.1 mm SUS304 薄板加工出直徑 0.3

3 mm 的最小孔。在表面拋光應用上，可將放電加工後之不鏽鋼表面粗糙度Ra值，由 1.193 um 降低到 0.439 um，改善 2 ~ 3 倍。而在焊接應用上，對厚度 0.2 mm 的 SUS304 薄板進行對接銲，由銲道微結構金相分析，顯示工件已充分熔融再鑄，形成良好接合。其拉伸試驗顯示銲道之拉力強度為 500 MPa 以上，與原材料機械特性，差異不大，表示銲接品質優良。為使本加工機能早日投入業界使用，未來的研究發展應以提升電源供應器的輸出功率以及真空壓力、供氣系統與工作平台的自動控制為方向，以提升對厚度 1 mm工件的加工能力以及系統穩定性。